摘要：原油是一種十分復(fù)雜的多組分體系，通常含有大量的水和鹽類。水的存在使原油輸送及煉制成本提高，甚至使生產(chǎn)不穩(wěn)定；而鹽類的存在使設(shè)備嚴(yán)重腐蝕，管路結(jié)垢堵塞，在加工過(guò)程中還將造成催化劑中毒等不良影響。在原油預(yù)處理過(guò)程中，超聲波破乳技術(shù)主要是利用超聲波對(duì)原油的凝聚效應(yīng)及降粘作用，使原油中水滴聚集變大，加速了油、水兩相分離，有效提高原油破乳效果。采用該技術(shù)可以使裝置能夠處理乳化嚴(yán)重的劣質(zhì)原油，使生產(chǎn)裝置適應(yīng)未來(lái)油品變化。
原油超聲波強(qiáng)化中預(yù)處理超聲波頻率、類型、注水量、破乳劑用量、電場(chǎng)強(qiáng)度和時(shí)間等因素對(duì)原油脫鹽脫水效果的影響，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了的機(jī)理研究，同時(shí)進(jìn)行了超聲波一電脫鹽聯(lián)合破乳技術(shù)的綜合工藝研究，獲得了最佳的工藝參數(shù)。
關(guān)鍵詞：原油破乳，超聲波-電脫鹽
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
超聲波主機(jī)橫向放置于反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜支架及外罩采用不銹鋼制作、內(nèi)部貼5cm厚的隔音棉，可降低超聲空化產(chǎn)生的噪音；超聲波驅(qū)動(dòng)電源、 觸摸屏、通訊管理機(jī)及以太網(wǎng)交換機(jī)均放置于電氣控制柜內(nèi)，電氣柜正面放置10 寸以上觸摸屏，可對(duì)基本模塊內(nèi)各單元模塊進(jìn)行單獨(dú)參數(shù)設(shè)置，如主機(jī)功率、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等。在電氣控制柜面板安裝有總運(yùn)行按鈕（帶指示燈） 、急停按鈕和 報(bào)警指示燈，整體系統(tǒng)具有振子異常報(bào)警、電源異常報(bào)警、 機(jī)柜溫度異常報(bào)警， 振子工具頭磨損報(bào)警。
1. 項(xiàng)目控制系統(tǒng)要求及技術(shù)指標(biāo)
序號(hào) | 指標(biāo)名稱 | 指標(biāo)范圍 | 備注 |
1 | 處理能力 | 2.0噸/天 | 乳化顆粒在5um以下達(dá)90%，8小時(shí)/天 |
2 | 超聲工作頻率 | 20KHz | |
3 | 超聲工作功率 | 2KW/主機(jī) | 每基本模塊含8臺(tái)主機(jī) |
4 | 超聲主機(jī)異常報(bào)警 | 有 | 聲光報(bào)警 |
5 | 超聲主機(jī)工具頭異常報(bào)警 | 有 | 聲光報(bào)警 |
6 | 超聲電源異常報(bào)警 | 有 | 聲光報(bào)警 |
7 | 電氣控制柜異常報(bào)警 | 有 | 聲光報(bào)警 |
8 | 就地控制 | 有 | 就地電氣控制和就地觸摸屏控制 |
9 | 遠(yuǎn)程控制 | 有 | 遠(yuǎn)程操作員站控制 |
10 | 基本模塊整體控制及單臺(tái)主機(jī)控制切換功能 | 有 | 既可對(duì)基本模塊整體功率進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，也可對(duì)每臺(tái)主機(jī)單獨(dú)設(shè)置參數(shù) |
11 | 流量控制 | 選配 | 可根據(jù)用戶需要對(duì)生產(chǎn)線流量進(jìn)行控制及顯示 |
12 | 參數(shù)保存功能 | 有 | 對(duì)于用戶設(shè)置的參數(shù)可快速保存及讀取 |
13 | 歷史數(shù)據(jù)記錄功能 | 有 | 可對(duì)超聲主機(jī)及流量運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行歷史記錄，記錄時(shí)間可達(dá)1年以上。 |
圖1超聲波設(shè)備中控制界面
圖2超聲波設(shè)備操作界面
圖3超聲波設(shè)備觸摸屏操作界面
2. 項(xiàng)目效果
1）超聲波處理后試管壁沒(méi)有油滴附著，清潔度較高。
2）在超聲波處理期間，從稠油采出液中有大量的水脫出，最終脫水比率比自然沉降提高1倍以上，脫水速度比自然沉降脫水明顯提高。
3）在選定的參數(shù)范圍內(nèi)，隨超聲波輸出功率、處理時(shí)間和脫水溫度的增加，最終脫水比率增大。處理時(shí)間超過(guò)30min后，隨超聲波處理時(shí)間的增加，脫水比率略有增加。
4）正交試驗(yàn)表明，影響超聲波破乳脫水效果的因素依次為處理時(shí)間、脫水溫度和超聲波輸出功率。
5）不同參數(shù)組合的超聲波破乳脫水效果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，處理時(shí)間、脫水溫度和超聲波輸出功率可以相互彌補(bǔ)，以達(dá)到同樣的破乳脫水效果。
圖4超聲波處理后的油水界面
結(jié)論：在80℃時(shí)，超聲頻率為20kHz，聲強(qiáng)為0.38W/cm2對(duì)原油處理5min，脫水率和脫鹽率分別可達(dá)到92.6%和87.9%。鹽質(zhì)量濃度從39.463 mg/l降至3.283 mg/l，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.24% 。
二、項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)施
本項(xiàng)目所實(shí)施的方案已在國(guó)內(nèi)大型企業(yè)得到實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得良好的超聲乳化效果。
圖4現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)物圖
三、 項(xiàng)目應(yīng)用體會(huì)
本設(shè)備采用杭州國(guó)彪超聲設(shè)備有限公司生產(chǎn)的智能數(shù)控超聲波GBS-SCF30D專用電脫鹽設(shè)備，通過(guò)系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)達(dá)到用戶要求。此系統(tǒng)具有自動(dòng)開(kāi)機(jī)頻率搜索，運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)跟蹤頻率，功率可調(diào)整等，如果設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)斷電，避免對(duì)整體控制系統(tǒng)造成影響。整個(gè)設(shè)備操作方面，無(wú)需設(shè)備開(kāi)機(jī)前進(jìn)行設(shè)置，全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制要求，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。
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